单拍上升沿检测模块
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: edge_detect_pos_xxx
// Description: 上升沿检测模块（单拍触发），信号占位符为 xxx
/*
edge_detect_pos_xxx u_edge_rpc_start (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_xxx(i_rpc_start),
.o_xxx_pos(w_rpc_start_posedge)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module edge_detect_pos_xxx (
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire i_xxx, // 待检测信号
output wire o_xxx_pos // 上升沿脉冲输出（宽度1拍）
);
// --------------------------
// 延迟一拍寄存器，用于检测上升沿
// --------------------------
reg r_xxx_dly;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
r_xxx_dly <= 1'b0;
else
r_xxx_dly <= i_xxx;
end
// --------------------------
// 上升沿检测输出
// --------------------------
assign o_xxx_pos = i_xxx && !r_xxx_dly;
endmodule单拍下降沿检测模块
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: edge_detect_neg_xxx
// Description: 下降沿检测模块（单拍触发），信号占位符为 xxx
/*
edge_detect_neg_xxx u_edge_signal (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_xxx(i_signal),
.o_xxx_neg(w_signal_negedge)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module edge_detect_neg_xxx (
input wire i_clk,
input wire i_rst_n,
input wire i_xxx,
output wire o_xxx_neg
);
// --------------------------
// 延迟一拍寄存器
// --------------------------
reg r_xxx_dly;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
r_xxx_dly <= 1'b0;
else
r_xxx_dly <= i_xxx;
end
// --------------------------
// 下降沿检测输出
// --------------------------
assign o_xxx_neg = !i_xxx && r_xxx_dly;
endmodule单比特双拍同步模块1
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: sync_2stage_bit_xxx
// Description: 单线（单比特）双拍同步模块，占位符信号 xxx
/*
sync_2stage_bit_xxx u_sync_signal (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_xxx(i_async_sig),
.o_xxx_sync(w_sig_sync)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module sync_2stage_bit_xxx (
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire i_xxx, // 异步输入信号
output reg o_xxx_sync // 同步输出信号
);
// --------------------------
// 两拍同步寄存器
// --------------------------
reg r_xxx_stage1;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n) begin
r_xxx_stage1 <= 1'b0;
o_xxx_sync <= 1'b0;
end else begin
r_xxx_stage1 <= i_xxx;
o_xxx_sync <= r_xxx_stage1;
end
end
endmodule单比特双拍同步模块2
可能含亚稳态,别用最新的r_xxx,应次新的r_xxx1
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: sync_2stage_bit_xxx
// Description: 单线异步信号双拍同步（打两拍获取稳定值）示例，占位符信号 xxx
/*
sync_2stage_bit_xxx u_sync (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_xxx(i_key),
.o_xxx_sync(o_key_sync)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module sync_2stage_bit_xxx (
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire i_xxx, // 异步输入信号
output wire o_xxx_sync // 双拍稳定输出
);
// --------------------------
// 双拍同步寄存器
// --------------------------
reg [1:0] r_xxx;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
r_xxx <= 2'b00; // 复位输出
else
r_xxx <= {r_xxx[0], i_xxx}; // 打两拍
end
// --------------------------
// 稳定输出
// --------------------------
assign o_xxx_sync = r_xxx[1];
endmodule多比特总线双拍同步模块
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: sync_2stage_bus_xxx
// Description: 多比特总线双拍同步模块，占位符信号 xxx
/*
sync_2stage_bus_xxx #(
.WIDTH(8)
) u_sync_bus (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_xxx(i_async_bus),
.o_xxx_sync(w_bus_sync)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module sync_2stage_bus_xxx #(
parameter WIDTH = 8 // 总线宽度
)(
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire [WIDTH-1:0] i_xxx, // 异步输入总线
output reg [WIDTH-1:0] o_xxx_sync // 同步输出总线
);
// --------------------------
// 两拍同步寄存器
// --------------------------
reg [WIDTH-1:0] r_xxx_stage1;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n) begin
r_xxx_stage1 <= {WIDTH{1'b0}};
o_xxx_sync <= {WIDTH{1'b0}};
end else begin
r_xxx_stage1 <= i_xxx;
o_xxx_sync <= r_xxx_stage1;
end
end
endmodule参数化计数器
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: counter_xxx
// Description: 参数化计数器，可回绕计数，占位符信号 xxx
/*
counter_xxx #(
.WIDTH(8),
.MAX(255)
) u_counter (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_en(i_cnt_en),
.o_cnt(o_cnt),
.o_tc(w_tc)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module counter_xxx #(
parameter WIDTH = 8,
parameter MAX = 255
)(
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire i_en, // 计数使能
output reg [WIDTH-1:0] o_cnt, // 当前计数值
output wire o_tc // 终点触发信号
);
// --------------------------
// 终点触发
// --------------------------
assign o_tc = (o_cnt == MAX);
// --------------------------
// 计数器逻辑
// --------------------------
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
o_cnt <= {WIDTH{1'b0}};
else if (i_en) begin
if (o_cnt == MAX)
o_cnt <= {WIDTH{1'b0}};
else
o_cnt <= o_cnt + 1'b1;
end
end
endmoduleMoore 状态机
只依赖 当前状态，与输入无关
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: fsm_moore_xxx
// Description: Moore 状态机模板，占位符信号 xxx
/*
fsm_moore_xxx u_fsm (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_start(i_start),
.o_state(o_state),
.o_done(w_done)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module fsm_moore_xxx #(
parameter WIDTH = 3 // 状态编码宽度
)(
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire i_start, // 启动信号
output reg [WIDTH-1:0] o_state,// 状态输出
output reg o_done // 完成信号
);
// --------------------------
// 状态定义（S_开头）
// --------------------------
localparam S_IDLE = 3'b000,
S_RUN = 3'b001,
S_WAIT = 3'b010,
S_FIN = 3'b011,
S_ERROR = 3'b100; // 可扩展其他状态
// --------------------------
// 状态寄存器逻辑
// --------------------------
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
o_state <= S_IDLE;
else begin
case(o_state)
S_IDLE: o_state <= i_start ? S_RUN : S_IDLE;
S_RUN: o_state <= S_WAIT;
S_WAIT: o_state <= S_FIN;
S_FIN: o_state <= S_IDLE;
S_ERROR: o_state <= S_IDLE;
default: o_state <= S_IDLE;
endcase
end
end
// --------------------------
// 输出逻辑
// --------------------------
always @(*) begin
o_done = (o_state == S_FIN);
end
endmoduleMealy 状态机
依赖 当前状态 + 当前输入
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: fsm_mealy_xxx
// Description: Mealy 状态机模板，占位符信号 xxx
/*
fsm_mealy_xxx u_fsm_mealy (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_start(i_start),
.i_ack(i_ack),
.o_state(o_state),
.o_done(o_done)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module fsm_mealy_xxx #(
parameter WIDTH = 3 // 状态编码宽度
)(
input wire i_clk, // 时钟
input wire i_rst_n, // 异步复位，低有效
input wire i_start, // 启动信号
input wire i_ack, // 输入信号（影响输出）
output reg [WIDTH-1:0] o_state, // 当前状态
output wire o_done // Mealy 输出
);
// --------------------------
// 状态定义（S_开头）
// --------------------------
localparam S_IDLE = 3'b000,
S_RUN = 3'b001,
S_WAIT = 3'b010,
S_FIN = 3'b011,
S_ERROR = 3'b100; // 可扩展其他状态
// --------------------------
// 状态寄存器逻辑
// --------------------------
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
o_state <= S_IDLE;
else begin
case(o_state)
S_IDLE: o_state <= i_start ? S_RUN : S_IDLE;
S_RUN: o_state <= S_WAIT;
S_WAIT: o_state <= i_ack ? S_FIN : S_WAIT;
S_FIN: o_state <= S_IDLE;
S_ERROR: o_state <= S_IDLE;
default: o_state <= S_IDLE;
endcase
end
end
// --------------------------
// Mealy 输出逻辑（依赖状态 + 输入）
// --------------------------
assign o_done = (o_state == S_WAIT) && i_ack; // 当 WAIT 状态且 i_ack=1 时输出脉冲
endmodulePWM 波生
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: pwm_gen_xxx
// Description: 占空比可调 PWM 生成，占位符信号 xxx
/*
pwm_gen_xxx #(
.WIDTH(8)
) u_pwm (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_duty(i_duty),
.o_pwm(o_pwm)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module pwm_gen_xxx #(
parameter WIDTH = 8
)(
input wire i_clk,
input wire i_rst_n,
input wire [WIDTH-1:0] i_duty, // 占空比
output reg o_pwm
);
reg [WIDTH-1:0] r_cnt;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
r_cnt <= {WIDTH{1'b0}};
else
r_cnt <= r_cnt + 1'b1;
end
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
o_pwm <= 1'b0;
else
o_pwm <= (r_cnt < i_duty);
end
endmodule单拍脉冲生成
verilog
`timescale 1ns / 1ps
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
// Module Name: pulse_gen_xxx
// Description: 单拍脉冲生成模块，占位符信号 xxx
/*
pulse_gen_xxx u_pulse_gen (
.i_clk(i_clk),
.i_rst_n(i_rst_n),
.i_trig(i_trig),
.o_pulse(w_pulse)
);
*/
//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
module pulse_gen_xxx (
input wire i_clk,
input wire i_rst_n,
input wire i_trig,
output wire o_pulse
);
// --------------------------
// 延迟一拍
// --------------------------
reg r_trig_dly;
always @(posedge i_clk or negedge i_rst_n) begin
if (!i_rst_n)
r_trig_dly <= 1'b0;
else
r_trig_dly <= i_trig;
end
// --------------------------
// 输出单拍脉冲
// --------------------------
assign o_pulse = i_trig && !r_trig_dly;
endmodule